FR2557279A1 - INDUSTRIAL FURNACE FOR THERMAL TREATMENT OF METALLIC PARTS - Google Patents
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Abstract
1L'INVENTION CONCERNE UN FOUR INDUSTRIEL POUR TRAITEMENT THERMIQUE DE PIECES METALLIQUES, COMPORTANT UNE CHAMBRE DE CHAUFFE 2 POUVANT RECEVOIR UN GAZ DE REFROIDISSEMENT ENVOYE SUR UNE CHARGE 12 PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN DISPOSITIF REPARTITEUR PIVOTANT. 2LE PROBLEME A RESOUDRE CONSISTE A ASSURER UN BALAYAGE UNIFORME DE LA CHARGE AVEC LE GAZ DE REFROIDISSEMENT. 3CE FOUR EST CARACTERISE EN CE QUE DES BUSES 21, 21 SONT PREVUES EN TANT QUE DISPOSITIF REPARTITEUR, LE GAZ DE REFROIDISSEMENT S'ECOULANT A TRAVERS CES BUSES AVANT D'ARRIVER SUR LA CHARGE. 4L'INVENTION EST APPLICABLE NOTAMMENT AUX FOURS A VIDE A CHAMBRE UNIQUE.1 THE INVENTION CONCERNS AN INDUSTRIAL OVEN FOR HEAT TREATMENT OF METAL PARTS, INCLUDING A HEATING CHAMBER 2 CAPABLE OF RECEIVING A COOLING GAS SENT TO A LOAD 12 BY THE INTERMEDIATE OF A PIVOTING DISTRIBUTION DEVICE. 2THE PROBLEM TO BE SOLVED CONSISTS OF ENSURING A UNIFORM SCAN OF THE LOAD WITH THE COOLING GAS. 3THIS OVEN IS CHARACTERIZED IN THAT NOZZLES 21, 21 ARE PROVIDED AS A DISTRIBUTION DEVICE, THE COOLING GAS FLOWING THROUGH THESE NOZZLES BEFORE ARRIVING ON THE LOAD. 4THE INVENTION IS APPLICABLE IN PARTICULAR TO SINGLE CHAMBER VACUUM OVENS.
Description
"Four industriel pour traitement thermique de pièces métalliques"."Industrial furnace for heat treatment of metal parts".
L'invention a pour objet un four industriel, notamment The subject of the invention is an industrial oven, in particular
un four à vide à chambre unique, pour traitement thermique de piè- a single chamber vacuum furnace for heat treatment of
ces métalliques, comportant une chambre de chauffe disposée dans une enceinte de four et recevant une charge, cette chambre pouvant être chauffée par des éléments chauffants et présentant au moins these metals, comprising a heating chamber disposed in an oven chamber and receiving a load, this chamber being heated by heating elements and having at least
une ouverture de chambre fermante pour le passage d'un gaz de re- a closing chamber opening for the passage of a refractory gas
froidissement ce gaz pouvant être mis en circulation à travers un cooling this gas can be put into circulation through a
échangeur de chaleur à l'aide d'un ventilateur, un dispositif répar- heat exchanger with a fan, a device
titeur pivotant déplacé dans un sens et dans l'autre lors de l'opé- rotating titler moved in one direction and the other during the
ration de refroidissement étant monté, pour la commande du flux de cooling ratio being mounted, for the control of the flow of
gaz de refroidissement arrivant par la conduite de gaz de refroidis- cooling gas flowing through the cooling gas line
sement, dans la zone de l'ouverture de chambre prévue pour l'entrée in the area of the chamber opening intended for entry
du gaz de refroidissement.cooling gas.
Les fours industriels de ce type sont utilisés notam- Industrial furnaces of this type are used in particular
ment pour permettre la trearpe d'éléments en acier rapide et autre aciers à outils. Ils conviennent cependant pour d'autres traitemxents thermiques, par exemple pour le recuit blanc. Un tel four se conopse d'une enceinte en acier à double paroi avec une porte frontale s'ouvrant pour donner accès à la chambre de chauffe. La chambre de chauffe est réalisée avec une enveloppe en to allow the trearp of fast steel elements and other tool steels. However, they are suitable for other heat treatments, for example for white annealing. Such an oven is conopse of a double-walled steel enclosure with a front door opening to give access to the heating chamber. The heating chamber is made with an envelope
acier revêtue avec un isolant thermique. Sur le fond et sur la cou- steel coated with thermal insulation. On the bottom and on the
verture, la chambre de chauffe est habituellement munie d'une gran- the heating chamber is usually equipped with a large
de ouverturede passage de gaz. Pendant la période de chauffage et de maintien à chaud, ces ouvertures sont fermées par des registres d'arrêt isolés. L'ouverture supérieure de passage de gaz de la chambre de chauffe est directement raccordée par une conduite de opening of gas passage. During the heating and hot keeping period, these openings are closed by isolated stop registers. The upper opening of the gas passage of the heating chamber is directly connected by a pipe of
liaison tubulaire à la tubulure de refoulement d'un ventilateur. tubular connection to the discharge pipe of a fan.
Le flux de gaz arrivant dans la chambre de chauffe par The flow of gas arriving in the heating chamber by
la conduite de liaison tubulairene peut balayer qu'une charge re- the tubular link pipe can sweep away a load
lativement réduite L'augmentation de la charge est contrecarrée par la réduction de la vitesse de refroidissement qui en résulte. Il n'est pas possible non plus d'augmenter le daimètre de la tubulure de refoulement du ventilateur car, si la puissance du ventilateur reste la même, il en résulte une diminution de vitesse. Une vitesse élevée du gaz est cependant nécessaire pour obtenirun refroidissement 2. rapide de la charge. L'exécution d'une opération telle que la The increase in the load is counteracted by the reduction in the resulting cooling rate. It is also not possible to increase the fan coil discharge diameter because, if the fan power remains the same, this results in a decrease in speed. However, a high gas velocity is required to obtain rapid cooling of the charge. The execution of an operation such as
trempe, par exemple, n'est possible une évacuation suf- tempering, for example, it is not possible to evacuate
fisamment rapide de la chaleur. Il est en conséquence nécessaire, pour obtenir un refroidissement rapide de la charge, de mettre en circulation à vitesse élevée le gaz de refroidissement soufflé dans la chambre de chauffe. Avec un débit prédéterminé du ventilateur, la vitesse du gaz de refroidissement est fonction du diamètre du raccord tubulaire. Mais celuici est à son tour déterminant pour fisely fast heat. It is therefore necessary, to obtain rapid cooling of the charge, to circulate at high speed the cooling gas blown into the heating chamber. With a predetermined flow rate of the fan, the speed of the cooling gas is a function of the diameter of the tubular connection. But this is in turn decisive for
la grandeur de la surface de la charge balayée par le gaz de re- the size of the surface of the charge swept by the gas of
froidissement. Il en résulte que pour une qualité constante des pièces subissant le traitement thermique, la production du four est froidissement. As a result, for a constant quality of the parts undergoing the heat treatment, the production of the oven is
obligatoirement limitée en pratique. necessarily limited in practice.
Dans la demande de brevet allemand 28 44 843, il est en conséquence proposé, pour augmenter la production du four et pour une meilleure utilisation de la puissance effective du four, en soumettant à un refroidissemnt rapide une plus grande surface de In the German patent application 28 44 843, it is therefore proposed, to increase the production of the oven and for a better use of the effective power of the furnace, by subjecting to a rapid cooling a larger surface area.
charge, de monter à pivot un volet sur l'ouverture de chambre pré- load, to pivot mount a flap on the chamber opening pre-
vue pour l'entrée du gaz, ce volet commandant le flux de gaz qui view for the gas inlet, this flap controlling the flow of gas that
arrive dans la zone de la section libre de l'ouverture de chambre. arrives in the area of the free section of the chamber opening.
Un tel volet ne balaye que très imparfaitement l'ensemble de la Such a component scours only very imperfectly the whole of the
charge. Mais, surtout, la surface de la charge n'est pas unifor- charge. But, above all, the surface of the load is not uniform.
mément balayée par le gaz de refroidissement, de sorte qu'on obtient un refroidissement qui n'est pas uniforme. Il en résulte un risque the element is swept by the cooling gas, so that cooling is obtained which is not uniform. This results in a risk
de déformation.deformation.
L'invention a donc pour but d'agencer le dispositif répartiteur pivotant d'un four industriel du type indiqué dans l'introduction de manière à permettre un balayage uniforme de la The object of the invention is therefore to arrange the pivoting distributor device of an industrial furnace of the type indicated in the introduction so as to allow a uniform sweep of the
charge avec le gaz de refroidissement. charge with the cooling gas.
A cet effet, l'invention concerne un four du type ci-dessus caractérisé en ce que des buses sont prévues en tant que dispositif répartiteur, le gaz de refroidissement s'écoulant à To this end, the invention relates to an oven of the above type characterized in that nozzles are provided as a distributor, the cooling gas flowing to
travers ces buses avant d'arriver sur la charge. through these nozzles before arriving on the load.
Au moyen des buses, il est possible de conduire ra- By means of the nozzles, it is possible to drive
tionnellement le gaz de refroidissement sur la surface de la charge de sorte que celle-ci peut être refroidie de façon uniforme. On 3. supprime le risque d'un balayage non uniforme de la surface de la charge par le gaz de refroidissement. La forme et la disposition des buses peuvent être adpatées de façon optimale aux conditions rencontrées. On peut ainsi obtenir des conditions bien définies lors de l'opération de refroidissement. Suivant un mode de réalisation avantageux, les buses sont montées immédiatement avant l'ouverture de chambre. Elles sont ainsi disposées dans la partie froide du four. Lors de l'opération tionally the cooling gas on the surface of the charge so that it can be cooled uniformly. 3. Removes the risk of non-uniform sweeping of the charge surface by the cooling gas. The shape and arrangement of the nozzles can be adapted optimally to the conditions encountered. It is thus possible to obtain well-defined conditions during the cooling operation. According to an advantageous embodiment, the nozzles are mounted immediately before the chamber opening. They are thus arranged in the cold part of the oven. During the operation
de refroidissement, elles sont refroidies par le gaz de refroidis- they are cooled by the cooling gas.
semnt s'écoulant à vitesse élevée dans le système de buses. Il en résulte que la quantité de chaleur rayonnée par la charge vers le système de buses lors de l'ouverture du registre d'arrêt fermant l'ouverture de chambre ne provoque qu'un faible échauffement. C'est pourquoi il n'est pas nécessaire que les buses soient réalisées en des alliages spéciaux résistant à la chaleur. Par cette disposition flowing at high speed in the nozzle system. As a result, the amount of heat radiated by the load to the nozzle system when opening the shutoff damper closing the chamber opening causes only a slight heating. This is why it is not necessary for the nozzles to be made of special heat-resistant alloys. By this provision
les pertes de chaleur sont complètement exclues. heat losses are completely excluded.
Les buses sont de préférence agencées avec une forme The nozzles are preferably arranged with a shape
cylindrique et présentent le même diamètre. cylindrical and have the same diameter.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'axe de pivotement des buses est disposé parallèlement au profil de section de l'ouverture de chambre et en passant par le centre de ce According to another characteristic of the invention, the pivot axis of the nozzles is arranged parallel to the section profile of the chamber opening and passing through the center of this chamber.
profil, les buses étant disposées parallèlement à l'axe de pivote- profile, the nozzles being arranged parallel to the pivot axis
ment suivant au moins une ligne symétriquement par rapport à la médiatrice du profil de section de l'ouverture de chambre, l'actior directionnelle des buses étant ainsi améliorée. Une optimisation supplémentaire est obtenue lorsque les axes longitudinaux des buses concourent en un point situé en amont sur la médiatrice du profil de section de l'ouverture de chambre. On peut ainsi garantir un balayage uniforme de la charge en suivant la direction de pivotemer following at least one line symmetrically with respect to the mediator of the sectional profile of the chamber opening, the directional actior of the nozzles thus being improved. Further optimization is achieved when the longitudinal axes of the nozzles compete at a point upstream on the mediator of the sectional profile of the chamber opening. It is thus possible to guarantee a uniform sweep of the load in the direction of pivoting
des buses.nozzles.
Pour répartir le flux de gaz de refroidissement entre les différentes buses chaque buse est, suivant une autre caractériE tique de l'invention, munie d'un dispositif d'étranglement, Le dispositif d'étranglement et la disposition angulaire des buses conduisent à une vitesse de balayage de valeur constante des jets 4. In order to distribute the flow of cooling gas between the different nozzles, each nozzle is, according to another characteristic of the invention, provided with a throttling device. The throttling device and the angular arrangement of the nozzles lead to a speed. constant value scanning of jets 4.
de gaz et à une vitesse d'arrivée de valeur constante sur la charge. of gas and at a constant value arrival speed on the load.
On peut ainsi garantir un refroidissement uniforme de la charge This ensures uniform cooling of the load
perpendiculairement à la direction de pivotement. perpendicular to the direction of pivoting.
Suivant une forme de réalisation préférentielle, les buses sont disposées dans l'enveloppe d'un élément cylindrique dont l'axe coïncide avec l'axe de pivotement et dont la surface latérale extérieure s'applique de façon étanche lors du pivotement sur un élément d'étanchéité disposé parallèlement à l'élément cylindrique, l'élément d'étanchéité étant également disposé de façon étanche à l'extrémité de la conduite d'amenée de gaz de refroidissement. Cela According to a preferred embodiment, the nozzles are arranged in the casing of a cylindrical element whose axis coincides with the axis of pivoting and whose outer lateral surface is sealingly applied when pivoting on an element of rotation. sealing arranged parallel to the cylindrical member, the sealing member being also sealingly disposed at the end of the cooling gas supply line. it
constitue une disposition constructive simple des buses, cette dis- is a simple constructive arrangement of the nozzles, this
position fonctionnant de façon sCre. position operating safely.
Etant donné que lors d'un mouvement de pivotement les Since during a pivoting movement the
buses soufflent deux fois sur le milieu de la charge, ce qui per- nozzles blow twice on the middle of the load, which allows
met d'avoir un refroidissement plus rapide du milieu de la charge, la vitesse de pivotement des buses est de préférence réduite dans la to have a faster cooling of the medium of the load, the speed of pivoting of the nozzles is preferably reduced in the
zone des positions d'extrémité.area of the end positions.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le diamètre des buses est au moins égal à 1/10 de la distance entre les buses et le point d'incidence sur la charge. Cela tient compte du fait que la vitesse d'un flux gazeux sortant d'une buse diminue lorsqu'on s'éloigne de l'embouchure de la buse. La vitesse au centre du jet reste à peut près constante jusqu'à 10 fois le diamètre de la According to another characteristic of the invention, the diameter of the nozzles is at least equal to 1/10 of the distance between the nozzles and the point of incidence on the load. This takes into account that the velocity of a gas stream exiting a nozzle decreases as one moves away from the mouth of the nozzle. The speed in the center of the jet remains at almost constant up to 10 times the diameter of the
buse environ. Pour cette raison, on prévoit des buses ayant un dia- nozzle about. For this reason, nozzles having a di-
mètre relativement grand, de sorte que le jet arrive sur la charge relatively large meter, so that the jet arrives on the load
avec une vitesse sensiblement égale à la vitesse de sortie. with a speed substantially equal to the output speed.
Suivant une forme de réalisation préférentielle, il est proposé que les faces de la chambre de chauffe opposées l'une à According to a preferred embodiment, it is proposed that the faces of the heating chamber opposite one to
l'autre, notamment le fond et la couverture, soient munies d'ouver- the other, in particular the back and the cover, be provided with
tures de chambre et de buses correspondantes pour l'amenée du gaz de refroidissement dans la chambre de chauffe. En conséquence, la charge est soumise de deux côtés à l'action du gaz de refroidissement ce qui accélère l'opération de refroidissement et la rend encore plus uniforme. Il est alors avantageux que les conduites d'amenée de 5. gaz de refroidissement aux buses soient équipées de papillons d'étranglement réglant le débit de passage indépendamment l'un de l'autre. Cela a lieu en considérant que la charge est posée sur des supports de charge qui doivent également être refroidis, à savoir en supplément par les buses de fond. En conséquence, on doit évacuer une plus grande quantité de chaleur en bas qu'en haut, ce qui est possible en étranglant les flux de refroidissement au moyen corresponding chambers and nozzles for supplying the cooling gas into the heating chamber. As a result, the charge is subjected from two sides to the action of the cooling gas which accelerates the cooling operation and makes it even more uniform. It is then advantageous for the cooling gas supply lines to the nozzles to be equipped with throttle valves controlling the flow rate independently of one another. This is done considering that the load is placed on load supports which must also be cooled, namely in addition by the bottom nozzles. As a result, more heat must be removed at the bottom than at the top, which is possible by throttling the cooling flows by means of
des papillons d'étranglement des conduites de gaz de refroidisse- throttles in the cooling gas lines
ment en haut et en bas. On peut ainsi procéder à une adaptation de top and bottom. We can thus proceed to an adaptation of
la transmission de chaleur indépendamment des caractéristiques géo- heat transfer independently of the geo-
métriques et de la distribution géométrique des masses de la charge, en garantissant un refroidissement uniforme des éléments qui ne metric and geometric distribution of the masses of the load, ensuring uniform cooling of
provoque pas de déformations.causes no deformations.
En cas de refroidissement trop rapide, on peut enfin, au moyen d'un régulateur de débit volumétrique disposé avant le In case of too rapid cooling, it is finally possible, by means of a volumetric flow regulator arranged before the
ventilateur, régler la vitesse de refroidissement du gaz de refroi- fan, adjust the cooling rate of the cooling gas
dissement envoyé aux buses et adapter cette vitesse aux conditions rencontrées. Un four selon l'invention est représenté à titre sent to the nozzles and adapt this speed to the conditions encountered. An oven according to the invention is represented by
d'exemple non limitatif sur les figures ci-jointes, dans lesquel- of non-limiting example in the accompanying figures, in which
les: - la Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un four à the: - FIG. 1 is a longitudinal section of an oven
vide à chambre unique avec dispositif de trempe par gaz sous pres- single chamber vacuum with gas quenching device
sion;if we;
- la Fig. 2 est une coupe transversale effectuée sui- FIG. 2 is a cross-section taken
vant la ligne II-II de la Fig. 1;the line II-II of FIG. 1;
- la Fig. 3 est une vue à plus grande échelle du sys- FIG. 3 is an enlarged view of the system.
tème de buses inférieur de la Fig. 1; - la Fig. 4 est une vue à plus grande échelle en coupe transversale du système de buses inférieur représenté sur la Fig.3; - les Figs. 5aà 5g représentent schématiquement des dispositions de systèmes de buses avec des types de construction lower nozzle section of FIG. 1; FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the lower nozzle system shown in FIG. - Figs. 5a to 5g schematically represent arrangements of nozzle systems with types of construction
de fours différents.different ovens.
Le four à vide à chambre unique avec dispositif de trempe par gaz sous pression se compose essentiellement d'une 6. The single chamber vacuum furnace with pressurized gas quenching device consists essentially of a 6.
enceinte de four à double paroi 1 en acier, dans laquelle est dis- double-walled oven enclosure 1 made of steel, in which
posée une chambre de chauffe 2. L'enceinte de four 1 est cylin- a furnace 2. The furnace enclosure 1 is
drique et est disposée sur des pieds 3 soudés sur la partie in- and is placed on welded feet on the inside
férieure de l'enceinte de four 1. Sur un côté frontal (à gauche sur la Fig.1), l'enceinte de four 1 est munie d'une porte frontale basculante 4 qui est également réalisée avec une double paroi. Le côté frontal opposé (à droite sur la Fig.1) de l'enceinte de four 1 présente dans sa partie centrale une ouverture circulaire dans laquelle est inséré un capot 5 qui sert au logement d'un moteur 1. On a front side (left in Fig.1), the furnace chamber 1 is provided with a tilting front door 4 which is also made with a double wall. The opposite front side (on the right in FIG. 1) of the furnace chamber 1 has in its central part a circular opening in which is inserted a cover 5 which serves to accommodate an engine.
6 décrit dans la suite.6 described below.
La chambre de chauffe 2 est réalisée avec une envelop- The heating chamber 2 is made with an envelope
pe en acier 7 revêtue avec un isolant autoportant en graphite 8. pe 7 steel coated with a self-supporting graphite insulation 8.
Sur le fond et sur la couverture, la chambre de chauffe 2 est munie d'une ouverture de chambre 9,9' de grandes dimensions à travers On the bottom and on the cover, the heating chamber 2 is provided with a large chamber opening 9, 9 'across
laquelle peut passer le gaz de refroidissement. Ces ouvertures de- which can pass the cooling gas. These openings
chambre 9,9' sont, pendant la période de chauffage et de maintien room 9,9 'are, during the heating and holding period
à chaud, fermées par des registres d'arrêt isolés 10,10'. Le mou- hot, closed by isolated stop registers 10,10 '. Soft-
vement d'ouverture et le mouvement de fermeture sont commandés par voie pneumatique au moyen de vérins non représentés. La chambre de chauffe 2 peut être montée sur des roues, non représentées, pour Opening and closing movement are controlled pneumatically by means of cylinders not shown. The heating chamber 2 can be mounted on wheels, not shown, for
que l'on puisse la sortir de l'enceinte de four 1 en vue de facili- that it can be taken out of the oven chamber 1 in order to facilitate
ter les travaux d'entretien.the maintenance work.
Du côté frontal, la chambre de chauffe 2 est fermée par On the front side, the heating chamber 2 is closed by
une porte basculante isolée 11, à travers laquelle on peut intro- an insulated rocker 11, through which can be introduced
duire dans la chambre de chauffe 2 une charge 12, se présentant sous forme d'un panier porte-charge. Pendant le traitement, la charge 12 est posée sur un support de charge 13. L'intérieur de la chambre de chauffe 2 peut être observé à travers un voyant, non représenté, in the heating chamber 2, a load 12, in the form of a load carrier, is provided. During the treatment, the charge 12 is placed on a load support 13. The interior of the heating chamber 2 can be observed through a sight, not shown,
qui est disposé dans la porte 11.which is arranged in the door 11.
A l'intérieur de la chambre de chauffe 2, des éléments électriques chauffants 14 sont disposés au-dessus et au-dessous de la charge 12. Ces éléments chauffants garantissent un chauffage rapide de la charge 12 à la température de traitement ainsi qu'une grande uniformité de la température, L'amenée du courant électrique aux éléments chauffants 14 à travers l'enceinte de four 1 et 7. l'enveloppe de la chambre de chauffe 2 est de type classique et ne Inside the heating chamber 2, electric heating elements 14 are arranged above and below the charge 12. These heating elements guarantee a rapid heating of the charge 12 to the treatment temperature and high uniformity of the temperature, the supply of electric current to the heating elements 14 through the furnace enclosure 1 and 7. the envelope of the heating chamber 2 is of conventional type and does not
sera pas décrite ici de façon plus précise. will not be described here more precisely.
A l'intérieur de l'enceinte de four 1 est disposé, Inside the furnace enclosure 1 is disposed,
derrière la chambre de chauffe 2, un échangeur de chaleur 15 compor- behind the heating chamber 2, a heat exchanger 15 comprising
tant plusieurs serpentins de refroidissement auxquels on envoie de many cooling coils to which we send
l'eau par des conduites d'amenée non représentées et à partir des- water through unrepresented supply lines and from
quels l'eau peut être évacuée par des conduites d'évacuation qui ne sont pas non plus représentées. L'échangeur de chaleur 15 sert à which water can be evacuated by evacuation pipes that are not represented either. The heat exchanger 15 is used to
assurer le refroidissement rapide du gaz de refroidissement réchauf- ensure rapid cooling of the cooling gas
fé sur les pièces chaudes de la charge 12. fair on the hot parts of the load 12.
Le gaz de refroidissement est mis en circulation par un ventilateur 16 capable de fournir un débit élevé, ce ventilateur étant disposé dans l'enceinte de four 1, derrière l'échangeur de chaleur 15 et suivant le même axe. Le ventilateur 16 comporte une The cooling gas is circulated by a fan 16 capable of providing a high flow rate, this fan being disposed in the furnace chamber 1, behind the heat exchanger 15 and along the same axis. The fan 16 has a
tubulure d'aspiration de gaz centrale 17 dirigée du côté de l'échan- central gas suction pipe 17 directed to the side of the sample.
geur de chaleur 15. Dans cette tubulure d'aspiration est disposé un régulateur de débit volumétrique 18 à l'aide duquel la vitesse de refroidissement peut être adpatée aux conditions rencontrées. Le ventilateur 16 est entraîné par le moteur 6 disposé suivant le même axe à l'intérieur du capot 5 qui prolonge vers l'arrière le côté 15. In this suction pipe is disposed a volumetric flow controller 18 by means of which the cooling rate can be adapted to the conditions encountered. The fan 16 is driven by the motor 6 arranged along the same axis inside the cover 5 which extends towards the rear the side
frontal de l'enceinte de four 1.front of the oven enclosure 1.
Au ventilateur 16 sont raccordées des conduites supé- The fan 16 is connected with
rieure et inférieure d'amenée de gaz de refroidissement 19,19'. La conduite d'amenée 19 débouche dans le fond et la conduite d'amenée 19' dans la couverture de l'enceinte de four 1. Dans les conduites d'amenée de gaz de refroidissement 19,19' sont montésde papillons d'étranglement 20,20' pouvant être actionnés indépendamment l'un de l'autre. A l'aide de ces papillons d'étranglement, on peut régler le débit de gaz de refroidissement passant dans les conduites de gaz upper and lower cooling gas supply 19,19 '. The supply line 19 opens into the bottom and the supply line 19 'into the cover of the furnace chamber 1. In the cooling gas supply lines 19, 19' are mounted with throttle butterflies 20 , 20 'can be operated independently of one another. With these throttles, it is possible to regulate the flow of cooling gas passing through the gas lines
de refroidissement 19,19' et, par suite, l'amenée du gaz de refroi- 19,19 'and, consequently, the supply of cooling gas
dissement sur la charge 12 à partir du haut et à partir du bas. On drain on the load 12 from the top and from the bottom. We
peut ainsi refroidir de façon uniforme des charges de forme irrégu- can thus uniformly cool loads of irregular shape.
lière. En effet, il est possible d'évacuerune plus grande quantité die. Indeed, it is possible to evacuate a larger quantity
de chaleur d'un c8té.heat of a side.
Dans la zone o les conduites de gaz de refroidissement 8. In the zone where the cooling gas pipes 8.
19,19' débouchent dans la couverture et dans le fond de l'en- 19,19 'open into the cover and into the bottom of the
ceinte de four 1, sont disposées des buses 21,21' servant de 1, are arranged nozzles 21, 21 'serving as
dispositif répartiteur du gaz de refroidissement. Cette dispo- cooling gas distributor device. This provision
sition est visible notamment sur la Fig. 3 et la Fig. 4. Les buses 21,21' sont de réalisation cylindrique et présentent le même diamètre. Elles sont disposées en ligne dans l'enveloppe sition is visible in particular in FIG. 3 and FIG. 4. The nozzles 21,21 'are cylindrical and have the same diameter. They are arranged online in the envelope
22,22' d'un élément cylindrique 23,23', l'axe de l'élément cy- 22,22 'of a cylindrical element 23,23', the axis of the cylindrical element
lindrique 23,23' constituant un axe de pivotement 24,24'. On 23,23 'inductor constituting a pivot axis 24,24'. We
peut ainsi faire pivoter l'élément cylindrique 23,23' conjoin- can thus rotate the cylindrical element 23,23 'conjointly
tement avec les buses 21,21'. L'axe de pivotement 24, 24' est with the nozzles 21,21 '. The pivot axis 24, 24 'is
monté pour tourner dans des paliers 25, 25' et peut être entrai- mounted to rotate in bearings 25, 25 'and may be
né en rotation dans un sens et dans l'autre au moyen d'un moteur non représenté. L'axe de pivotement 24, 24' s'étend parallèlement born in rotation in one direction and the other by means of a motor not shown. The pivot axis 24, 24 'extends parallel
au profil de section de l'ouverture de chambre 9,9' et en posi- to the sectional profile of the chamber opening 9, 9 'and in
tion centrée par rapport à ce profil. Les buses 21,21' sont dis- centered on this profile. The nozzles 21, 21 'are dis-
posées symétriquement par rapport à la médiatrice M du profil de section. La surface latérale extérieure 26,26' de l'élément cylindrique 23,23' s'applique sur un élément d'étanchéité 27,27' également cylindrique et diposé parallèlement au premier élément posed symmetrically with respect to the mediator M of the section profile. The outer lateral surface 26,26 'of the cylindrical element 23,23' is applied to a sealing element 27,27 'which is also cylindrical and disposed parallel to the first element
cylindrique. On obtient ainsi une liaison étanche entre la surfa- cylindrical. This provides a tight connection between the surface
ce latérale extérieure 26,26' et la surface intérieure de l'élé- this outer side 26,26 'and the inner surface of the element
ment d'étanchéité 27,27' dans toutes les positions de pivotement de l'élément cylindrique 23,23'. Dans la zone des positions 27,27 'in all pivoting positions of the cylindrical member 23,23'. In the position zone
d'extrémité les buses 21,21' viennent buter sur l'élément d'étan- end of the nozzles 21,21 'abut on the element of étan-
chéité 27,27'. L'élément d'étanchéité 27, 27' entoure en la fer- fairness 27,27 '. The sealing element 27, 27 'surrounds in the
mant de façon étanche l'embouchure de la conduite de gaz de re- sealing the mouth of the gas line
froidissement 19,19' dans la couverture et dans le fond de l'en- 19,19 'coldness in the cover and in the bottom of the
ceinte de four 1.oven ring 1.
Les axes longitudinaux L des buses 21,21' concourent The longitudinal axes L of the nozzles 21, 21 'concur
en un point P situé en amont sur la médiatrice M du profil de sec- at a point P situated upstream on the mediator M of the profile of sec-
tion de l'ouverture de chambre 9,9', de sorte que les buses ont chamber opening 9,9 ', so that the nozzles have
une disposition angulaire.-Elles sont en outre munies de disposi- angular disposition.-They are also equipped with
tifs d'étranglement 28,28' à l'aide desquels on peut régler la throttles 28,28 'with which one can adjust the
répartition du flux gazeux entre les différentes buses. Le dis- distribution of the gas flow between the different nozzles. The disc
positif d'étranglement 28,28' et la disposition angulaire des 9. positive throttling 28,28 'and the angular disposition of 9.
buses 21,21' conduisent à une vitesse de sortie de grandeur cons- nozzles 21, 21 'lead to an output speed of
tante des jets de gaz et à une vitesse d'arrivée de valeur cons- gas jets and at a speed of arrival of constant value.
tante sur la charge 12. On peut ainsi garantir un refroidissement uniforme de la charge 12 perpendiculairement à la direction de pivotement. Le diamètre des buses 21,21' est égal à 1/10 environ de la distance entre les buses 21,21' et le point d'incidence sur la charge 12, de sorte que le jet arrive sur la charge 12 avec une In this way it is possible to guarantee uniform cooling of the load 12 perpendicular to the direction of pivoting. The diameter of the nozzles 21, 21 'is equal to about 1/10 of the distance between the nozzles 21, 21' and the point of incidence on the load 12, so that the jet arrives on the load 12 with a
vitesse sensiblement égale à la vitesse de sortie de la buse 21,21'. a speed substantially equal to the output speed of the nozzle 21,21 '.
Le four à vide à chambre unique avec dispositif de trempe Single chamber vacuum furnace with quenching device
à gaz sous pression décrit plus haut à titre d'exemple de réalisa- pressure gas described above as an example of
tion est rempli avec une charge 12 par la porte frontale 4 ouverte et par la porte 11 également ouverte par basculement. La charge, disposée à l'intérieur d'un panier porte-charge, repose sur un support de charge 13. La porte 11 de la chambre de chauffe et la tion is filled with a load 12 by the front door 4 open and the door 11 also opened by tilting. The load, arranged inside a load basket, rests on a load support 13. The door 11 of the heating chamber and the
porte frontale 4 sont fermées, par exemple pour effectuer une opé- front door 4 are closed, for example to perform an operation
ration de chauffe. De même, les registres d'arrêt 10,10' de la chambre de chauffe 2 sont fermés. On met alors en action le système de pompe à vide et la chambre de chauffe 2 est mise sous vide. Le chauffage est mis en circuit et, au moyen des éléments chauffants 14, on établit dans la chambre de chauffe 2 des températures allant jusqu'à 1300 C et au-delà. Suivant les besoins, on peut opérer heating ration. Similarly, the stop registers 10, 10 'of the heating chamber 2 are closed. The vacuum pump system is then activated and the heating chamber 2 is evacuated. The heating is switched on and, by means of the heating elements 14, temperatures of up to 1300 C and above are set in the heating chamber 2. Depending on the needs, we can operate
avec des programmes de température différents. with different temperature programs.
Après le maintien de la température de travail souhaitée pendant un temps prédéterminé, la chambre de chauffe 2 est remplie, pour la trempe, avec un gaz inerte sous une surpression atteignant After maintaining the desired working temperature for a predetermined time, the heating chamber 2 is filled, for quenching, with an inert gas under an overpressure reaching
au maximum 5 bars. Le ventilateur 16 est mis en marche simultané- at most 5 bars. The fan 16 is started simultaneously
ment et lesregistres d'arree 10,10' sont ouverts. Le gaz de re- and the 10,10 'arree registries are open. The gas of
froidissement est mis en circulation par le ventilateur 16 avec une vitesse d'écoulement élevée et la charge 12 est refroidie par évacuation de chaleur. On peut procéder à un réglage au moyen du régulateur de débit volumétrique 18 et des papillons d'étranglement ,20'. A partir de la tubulure d'aspiration de gaz 17, le gaz de refroidissement s'écoule par les conduites d'amenée de gaz de 10. refroidissement 19,19' dans la chambre 29,29' définie par l'élément cylindrique 23,23' et l'élément d'étanchéité 27,27'. A partir de là, cooling is circulated by the fan 16 with a high flow rate and the load 12 is cooled by heat removal. An adjustment can be made by means of the volumetric flow controller 18 and throttles, 20 '. From the gas suction pipe 17, the cooling gas flows through the cooling gas supply pipes 19, 19 'into the chamber 29, 29' defined by the cylindrical element 23, 23 'and the sealing member 27,27'. From there,
le gaz est envoyé sur la charge 12 en passant par les buses 21,21'. the gas is sent on the load 12 through the nozzles 21,21 '.
Le gaz de refroidissement s'écoule à travers cette charge et quitte la chambre de chauffe 2 latéralement par l'ouverture de chambre 9,9'. On peut aussi prévoir pour cela une ouverture suppémentaire dans la chambre de chauffe 2. Le refroidissement du gaz de refroidissement a lieu à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 15, qu'il quitte dans la partie centrale pour être aspiré à nouveau par la partie centrale The cooling gas flows through this charge and leaves the heating chamber 2 laterally through the chamber opening 9, 9 '. It is also possible to provide for this additional opening in the heating chamber 2. The cooling of the cooling gas takes place inside the heat exchanger 15, it leaves in the central part to be sucked back by the central part
pour être aspiré à nouveau par la tubulure d'aspiration du ventila- to be sucked in again by the suction pipe of the ventilator
teur 16.16.
Pendant l'opération de trempe et de refroidissement de la charge 12, les buses sont mises en mouvement par pivotement pour diriger le gaz de refroidissement uniformément sur l'ensemble de la charge 12. Dans ce but, l'élément cylindrique 23,23' effectue un mouvement continu dans un sens et dans l'autre autour de l'axe de pivotement 24,24'. Le traitement se déroule de façon entièrement During the quenching and cooling operation of the charge 12, the nozzles are pivotally driven to direct the cooling gas uniformly over the entire load 12. For this purpose, the cylindrical member 23, 23 ' performs a continuous movement in one direction and the other around the pivot axis 24,24 '. The treatment takes place completely
automatique et on obtient un refroidissement très rapide et extrê- automatic and we obtain a very fast and extremely
mement uniforme. La vitesse de pivotement des buses 21,21' peut être réduite dans la zone des positions d'extrémité, de manière que lors du mouvement de pivotement, toutes les parties de la charge uniformly uniform. The pivoting speed of the nozzles 21, 21 'can be reduced in the area of the end positions, so that during the pivoting movement, all the parts of the load
soient également balayées.are also scanned.
Sur les figures 5a à 5g on a représenté schématiquement FIGS. 5a to 5g show diagrammatically
des dispositions de systèmes de buses avec des types de construc- arrangements of nozzle systems with types of construction
tion de fours différents. Les figures 5a à 5d représentent des fours de construction horizontale. Dans le cas de la Fig. 5a, les buses sont disposées en haut eten bas (exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 4). Dans les cas de la Fig 5b, les buses sont disposées à gauche et à droite et, dans le cas de la Fig 5c, les different ovens. Figures 5a to 5d show horizontal construction furnaces. In the case of FIG. 5a, the nozzles are arranged at the top and bottom (embodiment shown in Figures 1 to 4). In the cases of FIG. 5b, the nozzles are arranged on the left and on the right and, in the case of FIG.
buses sont disposées en haut et en bas ainsi qu'à gauche et à droite. nozzles are arranged at the top and bottom as well as left and right.
Pour les fours de grande longueur (Fig.5d), on peut disposer l'un derrière l'autre un nombre quelconque de systèmes de buses. Les figures 5e à 5g représentent des fours verticaux. Dans le cas de la Fig.5e, les buses sont disposées à gauche et à droite et, dans For long furnaces (Fig. 5d), any number of nozzle systems can be arranged one behind the other. Figures 5e to 5g represent vertical furnaces. In the case of FIG. 5e, the nozzles are arranged on the left and on the right, and in
le cas de la Fig. 5f, autour du four. La Fig.5g représente une dis- the case of FIG. 5f, around the oven. Fig.5g represents a
position des buses en plusieurs étages. position of the nozzles in several stages.
11.11.
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